JPS586502B2 - ガイアツジユンカンエンジヨソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は心臓の鼓動と圧力パルスとの同期を容易にする
ため心電図を用いる型の外圧循環援助装置に関するもの
である。

患者の血液循環を助ける非外傷的方法は技術的に既に知
られている。

デニスの米国特許第３３０８８４１号によれば、身体の
下部に外圧を加えると心臓の１回の鼓動でポンプされる
血液の量よりも多量の血液が絞り出される。

このように絞り出された血液は大動脈およびさらに大き
な動脈管に押しもどされ、それによって心室拡張の際血
液の良好な充満状況を保ちながら心室の負担が軽減され
る。

この一般的な工程は１９６６年９月２４日付のカナダ医
学協会誌（第９５巻、第６５２頁〜第６６４頁）に記載
されたバートウエルらによる「同期循環援助法」に詳し
く示されている。

一般に、同期外圧援助法は既存の対脈はく法よりも明確
ですぐれている。

その理由は、後者の場合、大動脈のカニュレーション、
特別な身体血液処理装置の使用、あまり役立たない技法
の使用、および患者に凝血防止剤を与える必要、などの
点で問題があるからである。

さらに、特別な身体ポンプ装置により作られる出血外傷
や溶血は、許容援助時間を制限するとともに患者の状態
を悪化させる。

最後に、このような外傷を必要とする方法は時間がかか
るだけでなく、多くの患者にきわめて重大な危険をもた
らすことがあり、すべての患者を処置する際に危険要素
を増大させる。

したがって、本発明の一つの目的は、容易にかつ安全に
施されかつ並の技両を持つ病院従業人およびこのような
装置に不馴れな者によって使用される改良型外圧循環援
助装置をうろことである。

上記の目的は、下記の進歩技術の一つ以上を有する外圧
循環援助装置を作ることによって達成された。

Ａ．水充填装置 水充填装置は、足を包む袋に、特定患者に適した量の水
を充填するのに用いられる。

適量とは、個々の患者の足のサイズおよび形状に適した
特定の量をいう。

また、機械に出入する患者の動きにより、患者の足は処
理中にその有効サイズが変わることがある、と判明した
。

すなわち水充填装置は適当に水を満たすだけではなく、
足を包む袋から水を自動的に排出するのにも使用される
。

またこれは処理中に水を加減するのにも使用され、それ
によって下記に説明する機械的圧力誘起装置と患者の足
との間で有効な水圧結合が保たれる。

充填動作の際、袋を包むシェルと袋自体との間に置かれ
る圧力検出器は、袋の中の圧力を検出する。

充填圧力が所定の大きさ（通常約２５ｍｍＨｇ）になる
と、充填作用は充填ポンプを止めることによって終る。

この充填動作は通常、上方位置すなわち袋を圧縮する位
置にある往復動部材によって行なわれる。

いったん装置の動作が始まると、往復動部材によって調
整されるレベル検出器が各上向き行程の最上部位置に往
復動部材の位置を定める。

この位置が不適当であるならば、往復動部材が再び適当
な位置になるまで、水は袋に汲み入れられたり、袋から
汲み出されたりする。

Ｂ．機械与圧装置 適当な対脈動をうるために、足を包む袋は心臓拡張の際
に足に正圧を与え、心臓収縮の際にその圧力を除いたり
足に負圧（たとえば−５０ｍｍＨｇ）を作ったりするこ
とが可能でなければならない。

加えられる正圧の大きさは、常時、約１５０〜２５０ｍ
ｍＨｇである。

液体を包む足袋のかなり大きな表面に往復動部材を当て
ることによって、この圧力差をうることが最も好都合で
ある。

この往復動部材は、正圧の大きさを調節する往復垂直運
動をうるために、袋の下に取付けられる。

袋の中の圧力は、往復動部材がそれに対して上昇するに
つれ増大し、往復動部材が低いレベルに降下するにつれ
最小（通常約２５ｍｍＨｇ）まで減少する（または負圧
が使用されるならばもつと低くなる。

）。本発明の負圧能力が使用されるならば、往復動部材
、袋および患者の身体は、一部排気されたとえば大気圧
以下の７０ｍｍＨｇの負圧まで排気されるバッグ内に、
腰から下が包まれる。

バッグはフレキンブル材料であることが望ましく、負圧
の得られる低圧ゾーンが保たれるように、装置の残部に
よって足から離して置かれる。

バッグまたは吸引袋は、患者の身体に腰バンドではまり
ばめさせて腰の所で適当にシールされる。

上述の装置は、−５０ｍｍＨｇ〜＋２５０ｍｍＨｇの範
囲の正常動作サイクルを有する。

動作の際、圧力は、心臓の作用の収縮面と一致するサイ
クルの低い圧力および心臓拡張と一致する高い圧力によ
ってサイクルされる。

具合のよい単室型の毛布である足袋は患者の足のまわり
に置かれ、硬いケーシングは足と機械圧力伝達往復動部
材の両方を包むのに用いられる。

次に袋は、足のまわり全体および往復動部材の上に水が
満たされ、その結果袋が足のほぼ全表面と接触して足首
と腰端で完全に膨張されるまで、水を充填される。

この点から、往復動部材の垂直往復動部材は所望の正／
負圧力サイクルを与える。

Ｃ．与圧波形制御装置 対脈動をつるために、患者の足に加えられる圧力は所望
の波形により変動させる必要がある。

本発明の装置には具合のよい特徴があり、それによって
足の圧力が監視され、また特定の患者に必要な波形を表
わす信号に直接比較される帰還信号源が作られる。

実際の波形から得られる信号と所望の波形を表わす信号
との差は「誤差信号」と呼ばれる。

この誤差信号は増幅され、垂直往復動部材を駆動する水
圧シリンダへの水圧液の流れを調節する電動サーボ弁を
調節するのに用いられる。

この流れは、誤差信号に比例して絶えず調節され、それ
によってトランスデューサの圧力波形は所望の波形によ
く似たものとなる。

足の圧力監視は、約１０ｃｍ×１０ｃｍ×１．２ｃｍの
寸法の水袋によって具合よく行なわれるが、この袋は袋
を包むシェルと袋自体との間に置かれる。

この検出袋の中の水は、短いチューブを通って、実際の
圧力波形の所望電気信号を作る圧力トランスデューサに
接続される。

この波形制御装置の一つの利点は、それが患者の足に当
てられたとき所望波形の重要な特徴（たとえば持続時間
、上昇時間、および降下時間）が害なわれないことを保
証する点である。

これは、患者によって違う足の外形、サイズ、および固
さなどにより生じる往復動部材と足の間の水圧結合の変
動にかかわらず、また動作中に足ケーシングの変形や袋
の動的な延びにかかわらず達成される。

心臓サイクルと圧力サイクルの整相 心臓が、その鼓動のサイクルに関する外部援助圧力波開
始の不適当なタイミングを受けると、有害な生理的影響
を生じることが判明している。

さらに、この現象は使用者に容易に理解されるが、使用
者は誤らないようにすること、および簡単で正確な自動
整相装置を用いて装置の動作を簡単にすることが望まし
い。

本発明では適当な目視監視式整相制御装置が備えられ、
それによって動脈波形がＥＣＧ波形（心電図の波形）と
ともに多チャンネルのオシロスコープまたは他の適当な
表示装置に表示される。

動脈圧力波形は、身体の任意な都合のよい場所で測定さ
れる。

通常、動脈波圧力検出装置の最も都合のよい場所は手首
である。

ＥＣＧ信号は、心臓に近い胴に直接置かれる検出器によ
って得られることが多い。

この応用では、ももの動脈に導かれる圧力波が大動脈の
根元に達するまで約８０ｍｓかかることを知るのが大切
である。

動脈波形が標準として得られる大動脈の根元から手首に
至る連続伝達にはもう９０ｍｓかかる。

重要なことは、人工誘起の正圧波が心臓拡張のかなり前
に足に作られること、および圧力波が心臓拡張の始まる
ときに大動脈の根元に達するようにすることである。

したがって、手首で見られる心臓拡張波形の開始は、圧
力が患者の足に加えられてから合計１７０ｍｓたってか
ら生じる。

すなわち説明のための状況では、手首で見られるような
動脈波が心臓拡張の開始を示すよりも１７０ｍｓ前に、
またＥＣＧ信号が心臓拡張の開始を示すよりも８０ｍｓ
前に、始まるように時間規正された指令信号によって開
始される誘起圧力波をもつことが望ましい。

心臓拡張の開始は、左心室の弛緩および心臓収縮の終り
を明確に示すものとして知られるいわゆる「Ｔ波」の終
りに近似するいわゆる“重拍ノツチ”（後述する４０９
）により動脈波によって示される。

この整相装置では、足与圧信号はＥＣＧを輝度増大する
のに用いられ、この与圧後にオシロスコープに現われる
動脈トレースはそれぞれ８０ｍｓおよび１７０ｍｓの間
表示される。

この装置によって使用者は、ＥＣＧまたは動脈波形の輝
度増大信号が心臓拡張の始めに置かれるまで、遅延時間
を調節することができる。

その点で、足の与圧は心臓サイクルと正しく同期してト
リガーすることができる。

もつと多能な同期装置、すなわち大動脈の現象さ前もっ
て検出場所で検出された現象との間の予想される一定の
遅延に左右されない同期装置をうることが特に望ましい
ものとわかった。

これは制御装置と外部循環援助装置との同期を調節する
ことによって行なわれ、それによってある大動脈の現象
（普通、ＥＣＧ曲線の「Ｒ」波）と循環援助圧力のトリ
ガー動作との間の最適な時間は、大動脈の現象と処置の
ときに選択される任意な動脈波検出場所でのその表現と
の時間差を補償しうる時間範囲を通じて、時間変数のセ
ッティング中に移動される目視型の移動式指示装置によ
って、正確に得られる。

目視マーカーは好ましくは電子式であり、マーカーは曲
線上の簡単に認められる点（たとえば心臓収縮の開始を
示す点）に置かれるまで、手動でオシロスコープ上の可
視トレースに沿って移動される。

Ｄ．足を包むユニット 新しい足を包むユニットが使用されるが、その軽量と外
形によって足に与圧を加える有効なケーシングが得られ
、しかも患者に具合よく迅速に施すことができる。

Ｅ．往復動部材駆動機構 往復動部材を駆動水圧シリンダに結合するために新しい
機械的リング装置が備えられ、それによって袋を与圧す
るため往復動部材に適当な圧力変位特性が得られると同
時に、特に位置が亜大気圧で動作されるとき、応力の望
ましい消費および脈動サイクルの改良された制御が得ら
れる。

第１図と第２図から、足２０は非圧縮液たとえば水２３
を満たした毛布状の袋２２の中に入れられる。

袋２２は足２０を完全に包み、上部シェル２６と下部シ
ェル２８によって構成される丈夫なケーシング２４の中
にすべりはめされる。

袋２２のすぐ下で、同じくケーシング２４の中にある往
復動部材３０は、機械的リンク装置３２によって伝えら
れる往復垂直運動用として取付けられている。

このリンク装置は第５Ｃ図によく見られるとおり、水圧
シリンダによって駆動される。

圧力に敏感なトランスデューサ（検出器）３４（第４Ａ
図参照）が袋への水圧通路内に置かれ、その内部の圧力
を監視するのに用いられる。

このトランスデューサの特殊機能について下記に説明す
る。

第２図は包囲体３６がケーシング２４を包む方法を示し
ている。

包囲体３６とケーシング２４は往復動部材３０の相対位
置を示すために切開かれている。

包囲体はケーシング２４を越えて延び、患者４０の腰３
８にすべりはめされるようになっていることが認められ
よう。

吸上げポンプ３９は、亜大気圧で包囲体３６の中の正常
な環境を保つために常時使用される。

本発明の使用によって解決される若干の循環フエージン
グの問題がある。

患者の足に袋２２の上から圧力を加えるならば、このよ
うな圧力が心臓に到達して、患者の胸に置かれたＥＣＧ
装置で監視されるような心臓の鼓動と同期するまでに、
普通約８０ミリ秒（ｍｓ）かかるはずである。

足に始まる圧力の影響がその上に置かれる検出装置によ
って監視されるような撓骨動脈（放射状動脈）に達する
までは、さらに９０ｍｓかかる。

第３図は、装置の動作に関する時間現象のグラフを示す
図である。

一つのトレースでは、普通の心臓周期８４０ｍｓに対す
る実時間関係のＥＣＧ曲線４０２が示されている。

このトレースでは、心臓拡張の始めは４０３での曲線の
下降開始によって普通表わされる。

４０３でのこの降下は、足圧力曲線４０４の立上り４０
５の後約８０ｍｓして生ずる。

これは本発明の装置により誘起された圧力波が、約８０
ｍｓの時間遅延をへてから、心臓拡張の開始時に、心臓
に達するようにするためである。

曲線４０７は腰部で測定した撓骨動脈圧力の曲線である
。

圧力曲線４０７における心臓拡張の開始は、ＥＣＧが心
臓拡張を告げてから約９０ｍｓ後に生じるいわゆる重拍
ノツチ（ｄｉｃｒｏｔｉｃ ｎｏｔｃｈ）４０９によっ
て表わされる。

ＥＣＧ曲線４０２はＲ波４１５とＴ波４２０（第３Ａ図
）とを有することによって特徴づけられている。

Ｒ波４１５はＱＲＳとも称される。

心臓収縮の開始は３９９で、すなわちＲ波４１５の頂が
あらわれた後約４０ｍｓしたときから始まる。

第３Ａ図を参照してわかるように、チャンネル１として
示したＥＣＧ曲線に対して、チャンネル２として示した
ものは測定する場所に依存してそれぞれ１，２．３とし
て示した曲線のごとく位相遅れがでてくる。

これら位相遅れの動脈波形は、いわゆる重拍ノツチ４０
９を有しており、これによって心臓の拡張開始が示され
るわけである。

便宜上、装置は通常、ＥＣＧのＲ波４１５を検出するこ
とによってトリガーされる。

第４Ａ図と第４Ｂ図から、装置のフエージングおよびコ
ントロールに上述の現象を用いる一つの有利な方法が持
続図で示され、これについて詳しく説明すると次のよう
になる。

検出袋３５を含むトランスデューサ型圧力検出器３４は
、袋２２の中の水圧を検出するのに用いられる。

このように検出された圧力が水銀柱の２０ｍｍより小で
あるならば、圧力レベル増幅器４６はアンド・ゲート４
８に出力を供給する。

この低圧信号状況の際に、使用者が水充填スイッチ５０
を閉じるならば、アンド・ゲート４８によって信号が送
られ、この信号はポンプ制御回路５４を通して充填ポン
プ５２を動作させると同時に、多位置ソレノイド弁５６
はその充填位置に移され、すなわち導管５８から導管６
０に水が流れるような位置になる。

それによって水は、２０ｍｍＨｇの圧力が圧力検出器３
４によって検出されるまで、袋２２の中に流れ込む。

次に増幅器４６からの信号は降下し、アンド・ゲート４
８は閉じられる。

それによって充填ポンプ５２は動作しなくなり、ソレノ
イド弁５６はオフ位置に移される。

同様な装置を用いて圧力が検出器６２によって検出され
、袋２２の水が排出される。

普通の動作モードでは、検出された圧力が−１５ｍｍＨ
ｇの値より大であるならば、信号がアンド・ゲート６４
に送られる。

「排出スイッチ」６６が閉じられると、ゲート６４によ
って信号指令はポンプ制御器６８および「排出ポンプ」
６９を動作させ、ソレノイド弁５６は排出位置に移され
、水を導管６０から導管７０に流すような位置になる。

−１５ｍｍＨｇより小さな圧力が検出されるまで、ポン
プ６９は排出を行なう。

そのときに、アンド・ゲート６４はもはや検出器６２に
より所要の信号を検出せず、ポンプ６９は止められ、弁
５６はオフ位置にもどる。

上述の充填動作および排出動作は一般に使用の始めと終
りに用いられ、連続制御装置としては用いられない。

しかし、判別手段によることなく自動装置によって特定
の所定圧力まで袋に水を充填することができるようにな
っていることは有利である。

装置の動作中、検出袋３４の中の圧力は、次のとおり袋
の水を加減することによって所望のレベルに保たれる。

位置検出型トランスデューサ７６が水圧作動ロツド・シ
リンダ装置７８の上に取付けられる。

トランスデューサ７６は、任意の与えられた瞬間に装置
７８の直進位置に比例する電気信号出力を作るようにさ
れる。

ロツド・シリンダ装置７８の位置の正規化された値は、
トランスデューサ７６からの信号をレベル検出器８０に
送り込むことによって得られる。

したがって正規化信号はレベル比較器８２に供給される
。

比較器８２の第２入力は次のとおり導かれる。

処置されている患者からのＥＣＧ信号はＥＣＧ装置１０
２からトリガー発生器８４に送り込まれる。

トリガー発生器８４は、ＥＣＧ信号のいわゆるＱＲＳす
なわちＲ波を認識してこれに応動するように選択されて
いる。

すなわち、ＱＲＳの立上りが各心臓鼓動とともに周期的
に生じると、手動制御の可変遅延装置８６に送られる出
力がトリガーされる。

可変遅延装置８６の目的は、第１トリガー発生器８４か
らの原始信号を、心臓拡張の開始と実時間で対応する第
２の時間遅延信号に変えることである。

この第２信号は圧力持続信号発生器８８にはいる。

発生器８８は、それからの信号が足の与圧（検出袋３５
の圧力によって生じるような）を必要とする時間中継続
するように選択される。

この発生器８８からの信号は、レベル・ストローブ信号
発生器８９を通ってレベル比較器８２に送られる。

発生器８８からの信号は、足与圧順序に必要な振幅およ
び周波数に似た振幅および周波数を有する波形を作る波
形発生器９０にも送られる。

標準のかかる波形は、６０ｍｓの立上りと、２５０ｍｓ
の上部平たん部と、６０ｍｓの降下と、を備えた梯形状
となる。

この発生器９０からの波形は波形比較器９２に送られ、
ここでそれは検出器３４によって受ける実際の袋圧力波
から得られた信号に連続比較される。

比較器９２の出力はいわゆる「誤差信号」であり、すな
わち発生器９０からの所望波形の信号と検出器３４から
の実際の波形の信号吉の差の質および強さを表わす信号
である。

誤差信号は、サーボ増幅器９３を通してサーボ弁９４を
制御するために用いられ、それによってロツド・シリン
ダ装置７８への液体供給を制御し、したがって装置７８
の運動を制御する。

上述のとおり、レベル比較器８２は２個の信号を受ける
が、一つは圧力持続信号発生器８８からストローブ信号
発生器８９に至る周期信号であり、他はレベル検出器８
０からの信号である。

レベル比較器８２はこの２個の信号を比較するが、一つ
は与えられた時間の装置７８の実際位置を表わす。

他の一つはレベル・ストローブ信号発生器８９によって
変形された圧力持続信号発生器８８からの周期信号、す
なわち「ストローブ」信号である。

この比較は、往復動部材３０がその行程の一番上の部分
にあり、袋２２を堅く押すときに最も有効に行なわれる
。

往復動部材３０が高すぎることをレベル比較器８２が検
出すると、出力が「ワン・ショット」（単安定マルチバ
イブレータ）９６に供給される。

次にこのワン・ショット９６が充填期間０．５秒の間位
置ソレノイド弁５６および充填ポンプ５２をオンにする
。

０．５秒の充填期間は、往復動部材３０がその行程の上
部で許容変位範囲内にあるように袋２２の中の水の量が
十分となるまで、各心臓周期（すなわち各心臓の鼓動）
中続く。

他方では、往復動部材３０がその行程においてあまりに
低いことを示す信号がレベル比較器８２によって受信さ
れると、排出ポンプ６９は「ワン・ショット」装置９８
の動作によって各心臓サイクル１／２秒間オンされる。

すると水は、往復動部材がその行程において所望の高さ
となるまで、袋から汲み出される。

この装置の一般動作は上述のとおりである。

動作が心臓の鼓動と正しく同期するようになる方法を次
に説明する。

動脈圧力検出装置９９からの信号は、ＥＣＧ装置１０２
からの信号とともに、二重トレースのオシロスコープ１
０１に送り込まれる。

これらの信号の輝度が増大する間は、圧力持続信号発生
器８８から受信した圧力指令信号が存在する間である。

９０ｍｓの遅延装置１０８と８０ｍｓの遅延装置１１０
によって、圧力指令信号は、実際のＥＣＧおよび動脈圧
力に関してほぼ正確な時間関係で、両波形に現われる。

遅延装置８６は、第３図に示すＤ１を変えるようにされ
ており、ＥＣＧまたは動脈トレースに見られるような心
臓拡張期に、輝度増大信号を整合させるのに用いられ、
それによって与圧波は心臓サイクルに位相を合わされる
。

装置の使用者は、圧力持続信号発生器８８の特性を変え
て、特定患者に必要な圧力指令信号を持続させる可変制
御装置を使用することもできる。

オシロスコープ１０１で、この圧力持続信号はオシロス
コープ・トレースの輝度増大１０３として示される。

普通の発生波は合計約２５０〜３００ｍｓの正圧周期を
常時有することが、波形発生器９０について認められる
。

圧力の上昇および下降には約６０ｍｓかかり、上昇は心
臓拡張の約８０ｍｓ前に始まる。

一般に、約１５０〜５００ｍｓの正圧周期を保つことが
できる周期決定装置を選ぶことが望ましい。

第４Ｃ図は第４Ｂ図の代替図であり、本発明の実施例を
示すもので、下記のような特にすぐれた制御装置ととも
に使用される。

上述した制御装置は、手首のような特定の動脈検出部を
事前に選択して最適に動作させることを前提とするが、
その最適の動作とは通常ＥＣＧサイクルより約９０ｍｓ
位相はずれにある場合をいう。

ＥＣＧの場合と手首での検出との間で、前述の９０ｍｓ
のような与えられた遅延の事前選択を不要にするため、
本発明の装置が使用される。

ＥＣＧ装置１０２からの信号は、トリガー発生器８４、
遅延装置８６、および圧力持続信号発生器８８を通って
、前述のような８０ｍｓの遅延装置１１０に供給される
。

遅延装置１１０からの出力、すなわち圧力授続時間Ｄ４
のパルスは、時間Ｄ１（遅延装置８６によって伝えられ
る）と８０ｍｓとの和だけ、Ｒ波より遅延される。

このパルスはＥＣＧ曲線（チャンネル１）の輝度増大を
うるために用いられる。

このパルスは可変遅延装置１１２へも供給されるが、こ
の可変遅延装置１１２から得られる信号は時間Ｄ１と８
０ｍｓとＤ２の和だけ、Ｒ波より遅延される。

ここでＤ２は可変式遅延装置１１２によって作られる可
変遅延である。

ところで、トリガー発生器８４からのトリガー信号は４
０ｍｓの遅延装置１１４に供給され、遅延装置１１４の
出力は可変遅延装置１１６に供給される。

可変遅延装置１１６からの出力はマーカー発生器１１８
に供給されるが、このマーカー発生器１１８はＤ２と４
０ｍｓとの和だけ、Ｒ波より遅延されるマーカー・パル
スを発生させる。

ここでＤ２は可変遅延装置１１６によって伝えられる可
変遅延である。

マーカー発生器１１８と遅延装置１１２からの信号は、
パルス混合器１２０に供給され、合成信号はオシロスコ
ープのチャンネル２のトレース（動脈波形を示すチャン
ネル）に供給される。

動作の際、発生器１１８から生じかつ動脈検出器９９の
位置により第３Ａ図で４１４，４１５、または４１６と
して交互に示されているマーカー・ピツプは、動脈トレ
ース１０６に沿って、たとえば４１４で示される心臓収
縮が開始される位置まで移動される。

この位置は、動脈トレースの急速な上昇開始を示す位置
である。

マーカー・ピツプは、遅延装置１１２および１１６によ
って同時に得られるＤ２可変遅延時間に等しい範囲にわ
たり、マーカー位置制御器１２２を使って移動させるこ
とができる。

マーカー・ピツプがそのように移動されるにつれて、圧
力持続信号発生器８８によって作られかつ外圧援助を表
わす輝度増大トレース（第２のマーカー・ピツプともい
えよう）がマーカー・ピツプよりもＤ１＋４０ｍｓ（＝
Ｄ３）の時間だけ遅延される。

使用にあたって、本発明装置の操作者は、まず動脈トレ
ース１０６を見て、マーカー位置制御装置１２２を調節
してマーカー・ピツプが心臓収縮の開始を示す所定の位
置にくるように移動する。

この時間は可変遅延装置１１６によって与えられる遅延
Ｄ２に４０ｍｓを加えたものに等しい。

次に遅延制御装置１２４を調節することによって遅延装
置８６が遅延Ｄ１を与え、輝度増大トレースを重拍ノツ
チ４０９と位相が一致するようにし、それによって、輝
度増大トレースをマーカー・ピツプから第３Ａ図でＤ３
で示されているような間隔に設定する。

最後に圧力持続信号発生器８８を持続制御装置１２６を
調節することによってＤ４を設定し、第３Ａ図に４１１
，４１２及び４１３で示されているような適当な輝度増
大の長さを与えるようにする。

このようにすることによって、与圧波を心臓のサイクル
に位相合わせすることができるわけである。

第５Ａ図〜第５Ｃ図から見られるとおり、機械作動装置
５１０には、一端が５１４で枢軸回転するように取付け
られかつ他端が機械的リンク装置５１６に接続される往
復動部材５１２がある。

この往復動部材５１２は、機械のフレーム５２２に５２
０で枢軸回転するように支持された水圧シリンダ５１８
によって作動される。

シリンダ５１８の他端もボルト５２４とヨーク５２６に
よって、リンク装置５１６の動作軸５２８に固定される
。

動作軸５２８はさらに一般に三角形の２個のカム軸受５
３０に接続される。

カム５３０は、軸５３２のまわりを枢動するように取付
けられる。

したがって水圧シリンダ５１８のプランジャ５３４が動
作軸５２８に力を与えると、三角カムは軸５３２のまわ
りを時計方向に回転させられる。

これによってカム５３０のアーム５３８が持上げられる
。

同時に、往復動部材５１２の各側でカム軸受５３０に対
し枢軸回転するように取付けられるレバー・アーム５３
９は、往復動部材５１２を持上げるようにされる。

往復動部材５１２の表面は第５Ａ図から一部除外されて
おり、したがってダイヤフラムすなわちベロー５４１が
フレーム５２２と往復動部材５１２の間に取付けられる
様子が見られる。

第５Ａ図に見られるフランジ５４４にはベロー５４１の
下部が取付けられる。

フランジ５４４は底板５４６に取付けられるベロー支持
構造物５４３の上部であり、これとベロー５４１によっ
て、底板５４６の底と板５１２との間の容積の大部分を
占める装置が構成され、それによってリンク装置５１６
用のハウジングが構成される。

シリンダ５１８がベロー・マウント５４３を通過する開
口のまわりにシール５４７が備えられている。

ベローから出されるガスの出口は、排気路５５０によっ
て与えられる。

動作の際、プランジャ５３４が動作ロツド５２８にもた
れるようにされ、それによって三角カム５３０が時計方
向に回転するようにされると、部材５１２は５１４のま
わりを枢動しながら上がる。

すると空気は大気からベロー５４１に吸込まれる。

これと反対に、往復動部材がプランジャの引込みによっ
て引下げられかつベロー５４１によって占められる容積
が圧縮されると、空気は排気路５５０から吐き出される
。

この方式により改良制御法が達成されるのは、特に亜大
気圧で装置が動作されるとき、すなわち真空が一部抜か
れる第１図の５５７で示されるようなバック内に装置が
包まれるときである。

さらにリンク装置も、第１図に見られるとおり足ハウジ
ング５５４の内側の応力を最小にするので、特に有利で
あることがわかった。

ここに示されたリンク装置の特殊構造の利点を明らかに
するため、第５Ａ図、第５Ｂ図および第１図の装置を参
照する必要がある。

もちろん足ユニット・ハウジング５５４の袋５５２によ
るかなりの偏向はすべて回避しなければならない。

ハウジング５５４が硬くなければ、その膨張は対脈搏サ
イクルの望ましい制御を困難または不可能にするであろ
う。

見られるとおり、機械作動ユニットの動作は、ハウジン
グ５５４の膨張力を最小にするようにされるのが理想で
ある。

たとえば往復動部材が水圧シリンダおよび機械的リンク
装置の作用によって上に向けられるとき、力５６０は往
復動部材の機構自体に加えられ、したがって機構を保持
する足ユニットに加えられる。

本発明の機械作動装置を用いると、底板５４６がはるか
に軽くなるのは、それがたとえば第５Ｂ図に示されるベ
クトル５６０によって与えられる引張強さに耐えられる
だけにすぎないからである。

これらの力によって、底板５４６は引張られて置かれる
が、それに大きな曲げ応力は一切加わらない。

さらに足ユニットの二つの部分が第６図に示されかつ第
５Ｂ図に見られるようなロツド５５６と５５８にねじ込
まれるクイック・ディスコネクト・ボルトによつて保持
されるとき、足ユニットの上部セグメントと下部セグメ
ントを分けようとするすべての垂直力は、ロツド５５６
と５５８における引張応力として記録される。

この場合もまた、点５６４または５６６において垂直曲
げ運動を与えようとするモーメントは存在しない。

ハウジング５５４の足部分は、その円形構造にある応力
を円形応力分布として消散するようにされ、それによっ
て前記応力による一切のひずみはほとんどなくなる。

本発明の構造における曲げモーメントおよび前記力の配
分が相対的に欠ける結果として、ハウジング・ユニット
は以前のものよりもはるかに軽い材料で作ることができ
る。

第２図に示されるとおり、硬いハウジングすなわちケー
シング２４は袋およびその機械的与圧装置を包むのに用
いられる。

このケーシングは、その硬さに合わせることなく、でき
るだけ軽くなければならない。

第６図に見られるとおり、足ケーシング２４には１個の
上部シエル１３１と１個の下部シエル１３２がある。

シェルはプラスチック材料で具合よく作られ、ポリウレ
タン・ホーム１３４のような硬い、低密度の、有機樹脂
ホームで内部補強される。

ケーシング２４の特に有利な点は、クイック・コネクト
およびクイック・ディスコネクト装置である点である。

足受け室１３５の間に一般に取付けられるボルト・コネ
クタ１３６は、上部シエル１３１の中に常時置かれるボ
ルトにより構成される。

ボルトには大きな頭部があり、下部シエル１３２にねじ
込むことによって迅速な接続を容易にする。

下部シェルと上部シェルの外周に沿って取付けられるラ
ッチ・コネクタにはピン１４０があり、このピンはコネ
クタ部材１４４が下方に移動されるときそれがピン１４
０に接触せず、いったん下げられると上部シェルの横方
向の動きによってピン部材１４４の開口１４６にロック
するように、コネクタ部材１４２の上に置かれる。

いつたんこのラッチ動作が達成されると、ボルト１３６
を締付けることができ、動作を進めることができる。

本発明のもう一つの重要な点は、ただ１個の液体袋、上
部ケーシング部材および下部ケーシング部材を有する比
較的簡単な構造を組合わせることができ、しかもすぐれ
た圧力制御に適した装置をうろことができる点である。

これは、おのおの截頭半円錐の足受け室１３５を２個有
する一つの上部足ケーシング部材１３１と一つの下部足
ケーシング部材１３２を備えることによって達成された
。

これらの室は、より薄い帯（第１図参照）によって接続
され、これによって１個の毛布状袋が患者の足に巻付け
られる。

袋による任意なかなりの偏向（たとえば圧力の中央点で
約１．５ｍｍ以上の偏向）を回避するため、足を包む室
とケーシング部材との間に三角の補強部分を設け、それ
らを一緒につなぐ必要があることが判明した。

この方式により、ファイバーグラスで補強されたポリエ
ステルのような軽いプラスチック材料で補強部分を作る
ことができる。

足を包む帯自体は、その円錐形状により円形分布応力の
抵抗があるので、かなりの偏向や変形に耐える傾向があ
る。

第６図のコネクタ１３６は、上部三角形補強部分１５０
を下部補強部分１５２に接続する。

上部補強部分は、樹脂型の蜂の巣材料１５４で作られる
。

必要な電気的連結及び水圧の接続は、必要に応じ包囲体
３６およびケーシング２４を貫通して行なわれる。

本発明の説明のための実施例では、往復動部材の表面積
は約６００ｃｍ２であり、またその行程は約５ｃｍであ
る。

この装置は約３０００ｃｍ３の排出容量を有し、これは
患者の足の圧縮性から生じる変位要求に全く適している
ほか、上述のような圧力波監視制御装置と組合わせたと
き、ある制限された膨脹性を有する溝造材料を使用する
ことができる。

一般に、往復動部材およびその作動装置は最小約１５０
０ｃｍ３の排出容量を持つように選択すべきである。

往復動部材の垂直行程は過大な速度およびそれに伴う機
械慣性と水圧慣性に関する設計制御の問題を回避するた
め、約９ｃｍ以下に具合よく保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は患者の足にはめる本発明の装置の詳細断面図で
あり、第２図は往復動部材の位置を示すため切開かれた
足包み装置の平面図であり、第３図は本発明の説明に関
する生理事象の相対タイミングを示すチャートであり、
第３Ａ図は２チャンネルのオシロスコープ上に現われる
曲線に似たものであって、心電曲線と、中央大動脈、放
射状動脈または指における圧力で表わされる心臓鼓動を
示すいくつかの代替曲線のすべて、を示すグラフであり
、第４Ａ図と第４Ｂ図は一括して、外圧循環援助装置に
用いる独自な制御装置の接続図を構成し、第４Ｃ図は第
４Ｂ図に示した装置の代替装置の接続図であり、第５Ａ
図は装置の構成部品をより良く示すため上部軸受部分を
取り除いた本発明により作られた機械作動装置の平面図
であり、第５Ｂ図は装置を上向きまたは拡張位置にした
第５Ａ図に示された装置の側立面図であり、第５Ｃ図は
装置を収縮位置にした第５Ｂ図に示された装置の側立面
図であり、第６図は患者の足および袋が置かれる硬いケ
ーシングならびにケーシングの迅速な接続用装置を示す
斜視図である。 ２０・・・・・・足、２２・・・・・・袋、２３・・・
・・・水、２４・・・・・・ケーシング、２６・・・・
・・上部部材、２８・・・・・・下部部材、３０・・・
・・・往復動部材、３４・・・・・・検出器、３６・・
・・・・包囲体、３９・・・・・・吸上げポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 患者の人体の一部分を与圧するための装置２２，３
   ０，７８と、 人体の一部分に対する前記与圧装置２２，３０．７８の
   作動を処置されている患者の心臓サイクルと同期させる
   ための同期装置と、 前記心臓サイクルを表わす動脈波形信号を生成するため
   の装置９９と、 可視トレースの形で重拍ノツチ部分４０９を示す該動脈
   波形信号を表示してこれを監視するための表示装置１０
   １と を含む外圧循環援助装置において： 前記同期装置が、 患者から得た該動脈波形信号を表わす可視トレース１０
   ６を表示する前記表示装置１０１に、第１のマーカー・
   ピツプ４１４及び第２のマーカー・ピツプ４１１を提供
   する装置１０２，８４，８６，１１０，１１４，１１２
   ，１１６，１１８，１２０と、 前記可視トレース１０６に対して該第１のマーカー・ピ
   ツプ４１４の位置を該可視トレース１０６に沿って調節
   し、前記動脈波形の特徴的で且つ確認可能な位置に移動
   させるさともに、該第１のマーカー・ピツプ４１４の調
   節と同時に、該第２のマーカー・ピツプ４１１を該第１
   のマーカー・ピツプ４１４から一定の距離だけ離れて前
   記可視トレース１０６に沿って移動させるマーカー位置
   制御装置１２２と、 前記第２のマーカー・ピツプ４１１を前記重拍ノツチ部
   分４０９と整合させるための独立した遅延制御装置１２
   ４さを備え、 前記マーカー位置制御装置１２２と前記遅延制御装置１
   ２４とが、患者の心臓サイクルと患者の人体に対する与
   圧の開始との間を可変時間調節することによって両者を
   同期させるようになっていることを特徴とする外圧循環
   援助装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記第
   １のマーカー・ピツプ４１４を提供するための装置が、
   ＥＣＧ信号を形成する装置１０２と、該ＥＣＧ信号でト
   リガー信号を発生するトリガー発生器８４と、該トリガ
   ー信号を遅延させる可変遅延装置１１６と、マーカー発
   生器１１８と、前記第１のマーカー・ピツプ４１４信号
   を、前記与圧装置２２，３０．７０によって患者に与え
   られる圧力の開始を表わす信号である第２のマーカー・
   ピツプ４１１信号と合成するためのパルス混合器１２０
   とを含むことを特徴とする装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の装置において、前記可
   変遅延装置１１６が、患者の心臓サイクル内の心臓拡張
   期から該心臓拡張期が患者の指の末端部で記録される時
   まで経過した時間に少なくとも等しい時間差以上に変化
   可能な遅延時間を提供することを特徴とする装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記マ
   ーカー位置制御装置１２２が、患者の心臓サイクルにお
   ける心臓拡張期から、該心臓拡張期が前記患者の指の末
   端部で記録される時まで経過した時間に長さが等しい波
   形の部分にわたり、前記マーカー・ピツプを調節するよ
   うになっていることを特徴とする装置。 ５ 外的圧力による援助作用を患者の心臓の鼓動とサイ
   クル的に同期して患者の手足に加えるための外圧循環援
   助装置であって、 圧力指令信号を生成するための装置と、 前記圧力指令信号を作動するための装置に応答して、液
   圧シリンダを通る圧力を前記手足を取り巻いた、流体を
   充満されている袋の与圧装置を介して前記手足に伝達す
   るための装置と、 前記心臓の鼓動を表わす動脈波形を生成するための装置
   と、 可視トレースの形をなして前記動脈波形信号を表示して
   それを監視するための表示装置とを含み、また 理想的な圧力波形を発生させる装置９０と、実際の手足
   の圧力波形を感知する検出器３４と、前記理想的な圧力
   波形と実際の圧力波形とを連続的に比較する波形比較器
   ９２と、前記比較器９２からの信号に応答して前記液圧
   シリンダ７８への流体の流量を修正し、それにより圧力
   を流体を充満した袋２２を通して前記手足に伝達し、前
   記手足において前記理想的圧力波形をより近似的に達成
   するサーボ弁装置９４さを含む装置において：患者から
   得られた前記動脈波形を表わす可視トレース１０６を表
   示する表示装置１０１にマーカー・ピツプ４１４を提供
   するための装置と、前記可視トレース１０６上に強調さ
   れたトレース４１１を形成するための圧力持続発生器８
   ８と、前記マーカー・ピツプ４１４の位置を該動脈波形
   の特徴的で且つ確認可能な形状のところに移動させるよ
   うに調節するとともに、この調節と同時に、該マーカー
   ・ピツプ４１４から一定の距離だけ離れたところに該可
   視トレース１０６に沿って前記強調されたトレース４１
   １を移動させるように調節するマーカー位置制御装置１
   ２２よ、前記強調されたトレース４１１を前記可視トレ
   ース１０６上の重拍ノツチ部分４０９と整合させる可変
   遅延装置８６とを含み、前記圧力持続発生器８８が前記
   理想的な圧力波形を発生させる装置９０を制御して、患
   者の心臓の鼓動と前記指令信号とをサイクル的に同期さ
   せるようにされていることを特徴とする装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の装置において、ＥＣＧ
   トレース１０４と動脈圧カセンサから得られたトレース
   １０６とを表示するようにされた多重チャンネルオシロ
   スコープ１０１と、 前記トレース１０４，１０６上に圧力指令信号の相対的
   持続時間を可示的に表示する装置８８と、前記圧力指令
   信号の相対的タイミングと持続時間とを調節し、それと
   同時に、前記ＥＣＧトレース１０４に対して所望の相互
   関係になるように前記圧力指令を可視的に調節するため
   の装置１２４，１２２とを含むことを特徴とする装置。